GIS在淄博花山山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

馮姿霖,陶 源

(山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院,山東 濟(jì)南250101)

GIS在淄博花山山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

馮姿霖,陶 源

(山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院,山東 濟(jì)南250101)

道路系統(tǒng)規(guī)劃在公園規(guī)劃中有著舉足輕重的地位,是連接公園各個(gè)功能區(qū)之間重要的紐帶。山地公園不同于一般的普通綜合公園,它獨(dú)有的地勢特征使得在道路系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)應(yīng)有別于普通綜合公園。GIS技術(shù)作為一門集信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間信息處理于一體的新興學(xué)科,可以很好的應(yīng)用于山地公園的道路系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。本文介紹了通過GIS技術(shù)的輔助,分析了淄博花山山地公園的獨(dú)特地理環(huán)境,通過計(jì)算與圖形疊加,結(jié)合現(xiàn)存的人文環(huán)境背景現(xiàn)狀,對(duì)淄博花山山地公園的道路系統(tǒng)做出初步的規(guī)劃。這為之后的花山山地公園整體規(guī)劃奠定基礎(chǔ)同時(shí)為以后的山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃提供了思路。

山地公園 ;GIS技術(shù);道路系統(tǒng)規(guī)劃;空間分析

隨著城市化的快速發(fā)展,人們對(duì)于景觀需求的不斷提升,公園綠地已經(jīng)成為人類生活中必不可少的重要組成部分。由于城市用地的擴(kuò)張,普通綜合公園的數(shù)量早已無法滿足人口的需求。因此,一些環(huán)境條件優(yōu)越,人文地理環(huán)境良好的山林地帶逐漸的被開發(fā)為公園綠地,山地公園逐漸形成。山地公園蘊(yùn)含了登山探險(xiǎn)、宗教崇拜、植物觀賞等多種功能,是城市的后花園,為人們的生活提供良好的生態(tài)環(huán)境,是承擔(dān)城市森林的主要載體。

山地公園有著與普通綜合公園類似的功能分區(qū)、景觀結(jié)構(gòu)等,但在具體規(guī)劃中,由于其獨(dú)特的地勢條件,道路系統(tǒng)、入口規(guī)劃等又與普通綜合公園有所不同。在道路系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,山地公園需要良好的視線通廊,合理的躲避雨水聚集處以及豐富的景觀透景線,是連接各級(jí)景點(diǎn)的主要通道,是一項(xiàng)主要的基礎(chǔ)設(shè)施。道路系統(tǒng)的不合理會(huì)直接導(dǎo)致山地公園整體的混亂無序,影響整體的景觀效果與景觀連續(xù)性。傳統(tǒng)的公園道路系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)思路無法較為科學(xué)的選取現(xiàn)狀要素進(jìn)行分析,通過GIS技術(shù)對(duì)公園內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行合理分析,從而規(guī)劃出較為合理的道路系統(tǒng)。因此本文將GIS技術(shù)應(yīng)用于花山山地公園規(guī)劃設(shè)計(jì)中,對(duì)花山內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行分析,通過圖像疊加運(yùn)算,整理出較為合理的道路系統(tǒng),為進(jìn)一步的花山山地公園整體規(guī)劃提供科學(xué)合理的思路。

1 花山區(qū)域概況

花山位于山東省淄博市境內(nèi),周邊交通便利,可達(dá)性較好?；ㄉ骄皡^(qū)地處山東省淄博市張店區(qū),東鄰軍屯村,南面迎仙村,西接尚莊村,北靠街子村、解莊。北臨魯泰大道,南接聯(lián)通路,西靠花山西路,東至魯山大道。周邊交通便利,可達(dá)性較好(圖1)?；ㄉ缴降毓珗@海拔183m,規(guī)劃面積276hm2,是四寶山地區(qū)最早實(shí)施生態(tài)恢復(fù)的山體。公園地處溫帶季風(fēng)性氣候,四季分明,春夏季雨水多而炎熱,秋冬雨水少而干燥的特點(diǎn)。

圖1 花山區(qū)位圖

花山景區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重,但近幾年有所恢復(fù),植被覆蓋率略有上升?；ㄉ阶罡吆０?87m,中高邊低,山勢逐漸向西北傾斜。山上基巖為閃長巖,黑砂土,山下為黃沙巖及黃沙壤,土壤呈中偏酸性,中部以上土層瘠薄,多年風(fēng)化沖溝100余條,水土流失嚴(yán)重。裸巖風(fēng)化,沖溝滿坡,但近十幾年來由于政府重視,花山植被種類及覆蓋率逐年增加,綠化覆蓋率已達(dá)到80%以上。目前景區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境較為穩(wěn)定,自然環(huán)境較為優(yōu)美,春夏花木繁盛,并有多處泉水存在?；ㄉ阶怨乓詠頌橛斡[勝地,文化淵源始于宋、元代,形成以道教文化及傳統(tǒng)民間廟會(huì)活動(dòng)為主要人文景觀,為方圓百里的民間廟會(huì)及集市貿(mào)易中心。規(guī)劃范圍內(nèi)現(xiàn)存部分主路,少數(shù)小路,各景點(diǎn)聯(lián)通性一般且缺少主次順序。

2 GIS應(yīng)用模塊的選擇

地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[1]。GIS在分析和處理問題時(shí)能夠方便的使用多種數(shù)據(jù)源,對(duì)空間進(jìn)行數(shù)字化的分析,具有空間定型、定量和定位的綜合分析功能[1]。借助GIS技術(shù),可以更加精準(zhǔn)的對(duì)花山地區(qū)的地形地勢進(jìn)行分析,客觀的對(duì)影響道路系統(tǒng)規(guī)劃的因子進(jìn)行討論分析,從疊加出正確的道路系統(tǒng)?；谶@些優(yōu)勢,借助GIS技術(shù)對(duì)花山山地公園進(jìn)行道路系統(tǒng)規(guī)劃十分必要。

在規(guī)劃分析中,本次設(shè)計(jì)選擇ArcGIS10.0軟件作為輔助設(shè)計(jì)的平臺(tái),運(yùn)用其自帶的空間分析模塊(Spatial Analyst)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在ArcGIS的空進(jìn)分析模塊提供了一個(gè)功能強(qiáng)大且范圍全面的工具集,他通過對(duì)DEM數(shù)據(jù)的處理,得到有關(guān)地形的各種分析。包括地形的坡度、坡向,對(duì)場地內(nèi)部的柵格計(jì)算、表面分析、重分類等。在這一輔助模塊的幫助下,還可以進(jìn)行量化計(jì)算,根據(jù)權(quán)重比例與對(duì)周邊環(huán)境的分析,可以進(jìn)行選址分析、最佳路徑計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析等[3]。利用這些分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加、權(quán)重分析,最終得出初步的道路系統(tǒng)規(guī)劃。

在花山山地公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,首先使用AotuCAD建立DEM數(shù)字高程模型,在運(yùn)用ArcGIS對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析,包括坡度、坡向、地質(zhì)類型、視覺敏感度等,對(duì)各因子賦予權(quán)重比例。通過ArcGIS對(duì)花山山地地勢的分析僅僅是一部分,花山獨(dú)特的人文地理背景,在對(duì)花山山地公園規(guī)劃時(shí)進(jìn)行一定的融合,使得規(guī)劃后的花山山地公園道路系統(tǒng)具有科學(xué)性同時(shí)保留原有的人文性。

3 研究方法與過程

3.1 道路系統(tǒng)規(guī)劃因子選擇

3.1.1 規(guī)劃因子選擇原則

影響公園道路系統(tǒng)規(guī)劃的因素很多,選取準(zhǔn)確的影響因子對(duì)于道路系統(tǒng)合理性的構(gòu)建有著一定的影響。制約道路規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)劃因子的條件很多,有定量和定性兩種類別的因子。在對(duì)于道路規(guī)劃因子選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則。

(1)差異性選擇:不同的土壤類型所構(gòu)成的土質(zhì)不同,因此對(duì)道路系統(tǒng)的選擇也會(huì)有一定的影響。

(2)主導(dǎo)性選擇:影響花山山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃的自然因素很多,應(yīng)在眾多因素中選擇影響最大的主要因子,剔除次要因子的干擾,使得最終的計(jì)算結(jié)果更具有客觀性。

(3)穩(wěn)定性原則:對(duì)于選取計(jì)算的影響因子應(yīng)當(dāng)具有一定的穩(wěn)定性,因子的改變不能隨著季節(jié)、氣候、溫度的變化而變化[2]。這樣有利于最終結(jié)果的穩(wěn)定性,使得最終的道路規(guī)劃選擇有利于后期的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

(4)準(zhǔn)確性原則:在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理時(shí),應(yīng)當(dāng)保證前期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。AutoCAD對(duì)于前期DEM數(shù)據(jù)的處理應(yīng)當(dāng)客觀,減少誤差,這樣才能保證之后的空間分析計(jì)算結(jié)果正確。

3.1.2 規(guī)劃因子類型

通過分析得知規(guī)劃因子的選擇對(duì)于空間數(shù)據(jù)處理有著一定的影響作用。根據(jù)規(guī)劃因子選擇原則對(duì)花山山地公園進(jìn)行分析,由于花山的獨(dú)特的土質(zhì)以及地形地貌,選定的規(guī)劃影響因子如下。

(1)高程

高程即山形的高低錯(cuò)落[2],主要用于分析基地內(nèi)高程的變化,是山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃的一個(gè)重要依據(jù)?；ㄉ阶罡吆０螢?87m,它的特殊之處在于花山的山體內(nèi)有著十多條溝壑,用傳統(tǒng)方法進(jìn)行道路規(guī)劃過于繁瑣且容易出錯(cuò)。因此運(yùn)用GIS進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),對(duì)溝壑位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位,有利于道路的合理性。

(2)坡度

坡度是指地面的傾斜程度。坡度是影響道路系統(tǒng)規(guī)劃的主要因素之一。山勢的陡緩會(huì)影響道路的規(guī)劃路線。在花山山地公園道路系統(tǒng)的規(guī)劃中,山師的陡緩不僅影響了道路系統(tǒng)的選擇,同時(shí),由于花山的土質(zhì)所帶來的生態(tài)環(huán)境脆弱等影響,在過陡的地勢上進(jìn)行規(guī)劃不利于生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。同時(shí),坡度也影響了花山內(nèi)原有景點(diǎn)之間的道路連接性,新建景點(diǎn)與原有景點(diǎn)之間的過渡聯(lián)系需要合理的道路規(guī)劃。因此,坡度成為影響道路系統(tǒng)的規(guī)劃因子。

(3)視覺敏感度

視覺敏感度是景觀被注意到的程度的度量,是景觀醒目程度的綜合反映[4]。花山山地公園的道路系統(tǒng)規(guī)劃多是處于連接性角度出發(fā),缺乏一定的景觀性,對(duì)景觀的提取度較低。因此,在花山山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃中,景觀視覺敏感度的計(jì)算分析提升道理系統(tǒng)的合理性的同時(shí)也增加了景觀辨識(shí)度。

(4)山體陰影

山體陰影也是也是山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)考慮的組要因素之一。處在山體陰面或陽面對(duì)于道路系統(tǒng)的建立有著一定的影響。山地公園的道路規(guī)劃系統(tǒng)圍繞山地進(jìn)行時(shí)需考慮景觀需求,進(jìn)而考慮山體的陰陽面對(duì)于山體本身的影響。因此,山體陰影也是道路系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)影響因子。

3.2 道路系統(tǒng)規(guī)劃因子權(quán)重

在確定道路系統(tǒng)規(guī)劃因子的選擇后,應(yīng)進(jìn)行各影響因子權(quán)重比例的計(jì)算。權(quán)重比例的確定選擇用層次分析法進(jìn)行計(jì)算。

(1)建立比較矩陣

矩陣內(nèi)具體數(shù)據(jù)由老師以及當(dāng)?shù)卮迕竦脑L談中得出。

(2)計(jì)算權(quán)重

首先將表一中的數(shù)據(jù)進(jìn)行按列求和,然后將以上比例矩陣中數(shù)據(jù)除以其所在列的和,得到標(biāo)準(zhǔn)比例矩陣。最后將表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行求和,并除以評(píng)價(jià)因子的個(gè)數(shù)4,可得到最終的每項(xiàng)因子的權(quán)重值。

(3)一致性檢測

a:計(jì)算一致向量。講所得數(shù)據(jù)進(jìn)行求和,在與相對(duì)應(yīng)權(quán)重相比,即得出一致向量。

b:計(jì)算一致性指標(biāo)C.I.。

一致性指標(biāo)C.I,運(yùn)用上述結(jié)果得出的一致向量,除以矩陣得階數(shù),可得出C.I.的值。

c:計(jì)算一致性比例C.R.。

通過C.I.與 R.I.的比值可以得出一致性比例。其中R.I.的值可通過表格進(jìn)行查詢,經(jīng)過查詢計(jì)算得出,一致性誤差在可允許的范圍內(nèi),即第2部中所計(jì)算的矩陣符合要求。

表1 道路系統(tǒng)規(guī)劃比例矩陣

表2 道路系統(tǒng)規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)比例矩陣

表3 道路系統(tǒng)規(guī)劃的一致性檢驗(yàn)

3.3 GIS在道路系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

GIS在花山山地公園中的應(yīng)用,是根據(jù)花山的基地狀況選擇適合進(jìn)行道路系統(tǒng)規(guī)劃的影響因子,即上述所選取的高程、坡度、視覺敏感度、土質(zhì)4項(xiàng)。對(duì)這4項(xiàng)進(jìn)行GIS的空間分析,得出四幅矢量圖,然后對(duì)矢量圖中每個(gè)因子的對(duì)道路系統(tǒng)建立的影響度作出評(píng)價(jià),繼而根據(jù)各個(gè)影響因子的特征對(duì)其進(jìn)行重分類并賦值。幾種圖層進(jìn)行疊加后最終得到較為科學(xué)的道路系統(tǒng)規(guī)劃線路。這僅僅是一個(gè)比較客觀的規(guī)劃方向,接下來應(yīng)繼續(xù)結(jié)合花山公園內(nèi)部原有的人文景觀建筑以及人文歷史影響因素,在GIS的道路規(guī)劃線路的基礎(chǔ)上對(duì)道路系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的規(guī)劃,從而得到科學(xué)且較為人性化的道路系統(tǒng)(圖2)。

圖2 思路整合

4 結(jié)語

經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算和分析研究表明,GIS在山地公園道路系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用是可行的。利用所掌握的基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù),對(duì)基地進(jìn)行分析,大大的減少的前期工作量。對(duì)于花山山地公園這樣本身基地內(nèi)部具有一定復(fù)雜性的山地公園的開發(fā)與規(guī)劃,GIS技術(shù)可以較為科學(xué)精準(zhǔn)的為公園內(nèi)部的規(guī)劃提供空間分析,這提升了效率,同時(shí)減少了前期設(shè)計(jì)的誤差,為之后的花山山地公園其他專項(xiàng)規(guī)劃以及擴(kuò)初的設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性提供了條件。但花山山地公園存在一定的特殊性,因而在GIS技術(shù)輔助設(shè)計(jì)之后,人為的的規(guī)劃調(diào)整也必不可少。這是GIS在應(yīng)用過程中的應(yīng)該加以關(guān)注的問題,同時(shí)也為之后GIS技術(shù)更好地應(yīng)用于公園規(guī)劃提供思路。

[1]付晶.鄭中霖.高峻 .GIS技術(shù)在旅游線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,35(3):92－97.

[2]張冠娉,吳越.基于GIS的鵝形山森林公園游步道選線系統(tǒng)的建立[J].中外建筑,2012,(05):111－113.

[3]林繼卿,劉健,余坤勇,張淼堃,李增祿.GIS技術(shù)在靈石山國家森林公園游覽線路組織中的應(yīng)用[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì),2010,(02):79－83.

[4]張晶晶,劉曦婷,羅敏杰,湯莉霞,羅言云.基于GIS的城市山地公園景觀構(gòu)建探索——以簡陽市鰲山公園為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,12:7233－7235.

[5]林繼卿 .基于GIS的靈石山國家森林公園游覽線路組織研究[D].福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009

[6]吳妍.GIS技術(shù)在森林公園評(píng)價(jià)及規(guī)劃中的應(yīng)用——以三道關(guān)國家森林公園評(píng)價(jià)及規(guī)劃為例 [D].東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 ,2004:47－48.

[7]牛強(qiáng).城市規(guī)劃GIS技術(shù)應(yīng)用指南 [M].中國建筑工業(yè)出版社 ,2012,(1).

[8]張炳江.層次分析法及其應(yīng)用案例 [M].:電子工業(yè)出版社,2014,(1).

The application of GISin Zibo Huashan mountain park road system planning

The road system planning plays an important role in the park planning,and it serves as an important link among various functional areas of the park.A mountain park is different from an ordinary comprehensive park,and its unique terrain feature makes the road system planning much different from the ordinary comprehensive one.As a collection of information science,computer science and spatial information processing,GIS technology can be applied in the mountain road system planning and design of a park very well.This paper analyzes the unique geographical environment of Zibo Huashan Mountain Park by using GIS technology.Through the calculation and graphic overlay,together with the situation of the existing cultural environment background,finishing the preliminary planning of Zibo Huashan Mountain Park’s road system.This could serve as a foundation for the later overall planning of the park and provide a new thought for the mountain park road system planning.

mountain park;GIS technology;road system planning;spatial analysis

P208.2

B

1002－2724(2016)05－0097－04

2016－05－27

馮姿霖(1991－),女,山東濟(jì)南人,山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)碩士研究生。電子郵箱:315636230＠qq.com。